音响外壳注塑模具设计说明书 1Word文档下载推荐.docx
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但毕竟由于我国生产历史短，经验不足等原因，与其他发达国家相比，在许多方面都存在着很大的差距。
所以，为了改变我国塑料工业的落后状况，让我国的塑料工业超过国外的，很有必要把重点放在塑料成型技术的发展上。
塑料成型，是把塑料熔体按照所需要的形态，精准度，性能质量等，进行冷却后支撑塑料零件的过程。
所以，我们应该研究塑料成型技术和用于加工的机器，致使塑料成型技术可以更好地满足人们的生活要求。
但对于细长的关键来说，为了确保结构的完整性，还应当应采用必要的方法。
注塑模具结构合理，才可以确保使用时间和性能。
1.3国内外塑料成型模具发展概况
目前，机械制造业的快速发展，都是因为模具的制造技术，模具制造业在每个行业都有着非常重要的地位，比如说轻工业，电子业，汽车业和航空航天等行业。
尤其是电视机、电冰箱、洗衣机等电器行业的需求量在逐渐增多，家电模具市场有着很大的发展空间。
1.4本课题来源
本课题是根据一般的音箱的外壳作为研究和设计的基础，研究塑件的材料性能，详细结构，应用范围，查阅文献、调研，了解注塑件的制造方法；
撰写开题报告。
完成注塑模具设计设计。
音箱的外壳一般有格栅，用于通过声音传递，而且需要有一定的造型和美感。
根据这个安全气囊的位置，结合实际的结构，我们设计和建模音响外壳的造型如下图1。
图1音响外壳三维
在后续的设计工作中，我们将围绕音响外壳展开。
在分析塑件的基本结构以后，可以得出，塑料零件部分的中间的波浪形条纹，矩形外壳的整体形状，可以安装喇叭和电池在里面，浇口可以在侧面的底部，安装以后以后把叫浇口痕迹遮挡起来。
在设计模具时，我准备使用在侧面用浇口浇注的系统，这种结构加工简单，维修方便，经济成本低，此音响外壳不是特殊性塑料，价格不贵，塑件和模具的尺寸不大，如果按照一般20万次模具寿命来计算，设计和制造热流道浇注系统的成本，会超过冷流道浇注系统的成本，热流道浇注系统在制造的价格上面实在是太贵了，有时候甚至天价，所以一般来说，除非是特别的贵的材料，或者是特别大型的模具中，才会使用这样子昂贵的热流道。
第2章塑料材料分析
2．1塑料材料的基本特性
聚碳酸酯（简称PC）；
双酚A和碳酸二苯酯反应原理：
聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯类，稳定性能相对较好。
彩色分子结构图
根据醇结构的不相同性，能够把聚碳酸酯分为脂族和芳族两种类型。
PC材料具有组织燃烧的性能，耐磨性好，抗氧化性强。
物理密度：
1.18－1.22g/cm^3线膨胀率：
3.8×
10^-5cm/°
C热变形温度：
135°
C低温-45°
C。
2．2塑件材料成型性能
聚碳酸酯其生产工艺流程如下：
配料→干燥→注射→修整→抛光→热处理→制品。
2．3塑件材料主要用途
PC材料的用途很广泛，可用于做外壳类的部件，也能使用于家用电器，玩具，办公设备，工业设备，装饰品上面，这个小型电子产品上面，是很实用的。
第3章塑件的工艺分析
产品外观在中心是对称的，这个构件表面的形态和整体的结构都十分简单，有凸台和筋板，塑料零件的重要大小精确度达到5级,外露表面粗糙程度是Ra0.8μm。
音响外壳如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，精度要求高。
图
（1）三维视图
3．1塑件的结构设计
（1）脱模斜度
为便于塑料制品的脱壳，防止模具顶部脱壳时对零件表面产生摩擦，应将模具腔和关键部位放置脱壳角。
主要的模具大小取决于声壳塑料的收缩、声壳产品的形状和壁厚以及结构部件。
综上为了音响外壳顺利脱模，在模具上采取0.5°
脱模角度。
（2）塑件的壁厚
本塑件才软件中，采用壁厚分析功能可以的得出结果，塑件的壁厚在1-3mm之间，壁厚均匀，成型条件满足要求。
（3）塑件的圆角
音响外壳在转角处的部分劲量的采取圆弧过渡。
采取圆弧能过的良好的避免应力集中，提高音响外壳的强度，音响外壳的模具脱模。
（4）孔
在音响外壳这个塑件的表面，有几个小孔，对整体的结构影响不大。
3．2塑件尺寸及精度
按照我国当今的成型水平，塑料零件的大小公差可以参考文献[2]表3-2塑料零件的大小和公关关系（SJ1372-1978）由塑料零件的公差数值标准来确定；
3．3塑件表面粗糙度
由于塑件的外露表面粗糙度为Ra0.8μm，表面精度很高，成型表面需要进行抛光提高表面质量。
3．4塑件的体积和质量
我们可以通过三维软件，在软件里面测量音响外壳的三维模型，通过测量，可以得出体积，输入材料密度（PC的密度为1.2
），就能够得到我们需要的音响外壳的重量为83.23克。
第4章注射成型工艺及模具结构确定
4．1、注射成型工艺过程分析[5]
第一步：
准备好模具，准备要对应牌号的PC材料，准备好相关调机人员。
（1）成型之前对原材料的预处理
PC材料一般保存好的情况下，如果没有水蒸气进入材料里面的话，就不再当成PC材料的干燥处置了。
如果有必要的话，可在七十到八十摄氏度下干燥二到四小时。
（2）料筒的清洗
每次进行注塑生产的时候，如果上次生产的材料与这次生产的材料不同，那么我们就需要清洗或者替换注塑机的筒体。
由于螺杆泵筒体内储存了很多的物料，旋转困难，因此柱塞注射成型机的气缸清洗困难。
（3）脱模剂的选用
脱模剂容易使得我们设计的这个产品更加容易的脱模，提高生产的效率。
一般模具可以使用。
第二步:
注射成型过程
一般这个过程有注塑机注射，然后型腔充填，然后成型，冷却，顶出产品。
第三步：
制件的后处理
有时候还需要对塑件进行放置一段时间的处理，或者采用其他工艺等处理，用来改善塑件的变形或者翘曲等不良现象。
4．2浇口种类的确定
在浇注系统的设计中，应该参考产品的造型特点、型腔的布局、产品的外观质量和冷却塑料。
讨论了以下几个方面。
（1）塑料成型特性：
浇注系统能够保证模具系统中的塑件能够成型，保证塑件的这个系统能够让所有的系统都可以成型，这样塑料的质量就可以得到保证了。
（2）合理的设计浇口有利于保证塑料产品的外观。
（3）塑件大小及形状：
由于音响外壳的尺寸不是很大，而且壁厚也不厚，按照加工工艺的要求，可按要求进行成型。
同时，还必须考虑到堆芯上不平衡的外力会产生很多的细节，这些细节都需要通过寻找有效的手段来处理或进行维护。
（4）塑料零件外观：
为设计浇注系统，必须先对材料进行修补或去除，以便于材料进入，不影响产品外观。
（5）冷料：
在注射的过程中，会有一段时间停留，在此期间，冷料会粘在喷嘴上。
4．3型腔数目的确定
音响外壳的外形尺寸比较大，根据音响外壳的结构选用侧浇口，同时为了保证模具能够一次成型，减少失败率，而且还要考虑模具生产的经济型要素，尽可能的降低生产成本提高注塑的效率，本设计根据所选的注塑机确定音响外壳的型腔数量为1个，就是采取一模二腔的布局手段进行加工处理。
下面对型腔数目进行验证，通常按照模具的注射量来进行计算:
==5.54
式中：
N----型腔数
S----注射机的注射量（g）
W浇----浇注系统的重量（g）
W件----塑件重量（g）
因为，N=5.54>
2
所以，前面确定的音响外壳注塑模具型腔为一模二腔的结构合理。
4．4注射机的选择和校核
根据音响外壳的产品结构，需要多个方面的抽芯机构才可以实现，因此我们模具上面制作了一模二腔的结构。
需要最少的注射量是33.6克，音响外壳的浇注系统废料的质量为6g，产品和浇注系统的质量加起来达到了39.6g，结合考虑了各个方面的问题。
选取注射机的型号是海天80XB。
海天HTF80XB注塑机参数表
型号
单位
80×
A
B
C
参数
螺杆直径
mm
34
36
40
理论注射容量
cm3
111
124
153
注射重量ABS
g
101
113
139
注射压力
Mpa
206
183
149
注射行程
122
螺杆转速
r/min
0~220
料筒加热功率
KW
5.7
锁模力
KN
800
拉杆内间距（水平×
垂直）
365×
365
允许最大模具厚度
360
允许最小模具厚度
150
移模行程
310
移模开距（最大）
670
液压顶出行程
100
液压顶出力
33
液压顶出杆数量
PC
5
油泵电动机功率
11
油箱容积
l
200
机器尺寸（长×
宽×
高）
m
4.3×
1.25×
1.8
机器重量
t
3.22
最小模具尺寸（长×
宽）
240×
240
4.4.1注射量的校核
每种规格的注塑机都有一个最大注塑量，为了保证注塑量要大于塑件的体积或者它的质量，这样可以保证在注塑的过程中能够一次成型，通常的实际注塑量为最大注塑量的0.8，因此选择注塑机应该需要满足的条件如下：
式中
--型腔数量
--单个塑件的重量
--浇注系统所需塑料的重量
本设计中：
n=2
16.8g
=6g
M=16.8+6=39.6g
注塑机额定注塑量为124g
注射量符合要求
4.4.2锁模力的校核
必须满足以下关系。
式中n--型腔数目
--单个塑件在模具分型面上的投影面积
--浇注系统的投影面积
n=2
=3850
=500
=2x3850+500=8200
进入型腔的熔融状态的凝料的投影面积，必须小于注塑机的额定投影面积的锁模力。
即：
（
）P<
F
P—塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）
F—注射机额定锁模力（N）
其它意义同上
按照教科书表5-1上所示，型腔内一般是20-40MPa，通常制品是24-34MPa，精密制品是39-44MP
（
）P=8200X30x1.1x0.001=270.6KN<
800KN
锁模力符合要求
4.4.3模具与注射机安装校核
（1）模具厚度（闭合高度）
模具闭合高度必须满足以下公式
--注射机允许的最大模厚
--注射机允许的最小模厚
本设计中模具厚度为290mm150<
H<
360，
符合要求
（2）开模行程（S）的校核
为了拆卸模具零件，需要充足的开口距离，开模行程是表示模具固定板的移动距离和动态模具过程。
Smax＞S=H1+H2+H3+C
式中H1--模具厚度
H2--顶出行程
H3--包括浇注系统凝料在内的塑件高度
C–安全距离
本设计中的
=670
=290mm
=25mmH3=102mmC取30mm
总的开模距离需要是在S=447mm之上.经过计算，满足要求。
经计算，符合要要求。
（3）顶出装置的校核
在脱模结构的设计里，首先是要检查出顶注的顶面形式，作为双盖注射机，应注意顶出模两侧推板的面积。
注塑机确保从模具塑料中挤出最大喷射距离。
第5章注射模具结构设计
5．1分型面的设计
分型面是判断一个模具结构的关键因素，分型面是根据产品将模具分为不同体积的表面。
动模和定模完全闭合时，可以触碰到重叠的那个面，在选择分型面时，还应考虑许多要素。
分型面的选择直接决定了模具的结构和产品的质量。
可以选择一个或多个分型面。
为了确保产品可以全部根据要求成形，有必要选择一个良好的分型面，选择分型面时，关键是考虑下面的几个方面：
1）查看产品的外观选择塑件的平面最大的地方；
2）选择在打开模具后产品停在动模上面的那个面；
3）分型面在产品成型之后会留下印记，此分型面在一定程度上不会影响产品的外观构成；
4）在设计浇注系统的时候一定要合理考虑好浇口的位置；
5）推杆的痕迹不能出现在分型面的外表面上；
6）所选的分型面要使产品容易脱模。
根据上述的要求，根据音响外壳的外形特点，选择的分型面应该选择音响外壳的最大表面，因此合理的分型面应选择在音响外壳的最大上表面上.
分型面的选择
5．2型腔的布局
型腔的布局通常分成圆形布局、H型布局、线性布局和复合型布局。
设计时应遵守下面四个原则：
（1）在产品布局上，应尽量采取对称布局，以确保产品质量的稳定性和统一性；
（2）当产品结构相对简单时，应尽量布局紧凑，使模具结构和形状简单；
（3）分流器的长度在设计时应尽可能的小，分流器的长度关键受到模具型腔的布局和浇口位置的影响；
（4）为了避免模具上的不均匀载荷引起的溢流，浇口的开启位置应该和型腔对称分布。
由于音响外壳的生产类型为大批量生产，而且音响外壳的尺寸不是很大，但是对音响外壳的精度和表面质量要求都比较高，通过上节的计算，考虑到模具的生产效率和模具生产成本这些要素，选择一模二腔的布置方式进行分布，如下图4.2所示为音响外壳的型腔排列方式。
。
图（4）型腔布局方式
5．3浇注系统的设计
塑料件浇注后的外表面应该是光滑的，没有材料的伤痕。
全方面考虑后，外表面不能设置浇口。
通过以上分析，模具的结构选用侧浇口，同时将分流槽设置在阀腔的分型位置，当流道有材料时，容易取出，侧浇口的位置也放在底部，由底部进入型腔。
5．3．1浇注系统组成
普通流道浇注系统的组成通成包含了下面几个部分。
5．3．2确定浇注系统的原则
在浇注系统的设计中，应考虑产品的造型特点、型腔的布局、产品的外形质量和冷却塑料。
浇注系统可以确保模具系统中的塑件成形，塑件系统能使所有系统成形，从而确保塑件的质量。
（2）型腔数量必须满足模具结构合理。
由于音响外壳的尺寸不是很大，而且壁厚也不厚，按照加工工艺的要求，可根据要求进行成型。
同时，还必须考虑到堆芯上不平衡的外力会产生许多细节，这些细节需要通过寻找有效的手段来解决或保持。
在注射过程中，会有一段时间的停留，在这个期间里，冷料会粘在喷嘴上。
5．3．3主流道的设计
（1）、主流道的尺寸
喷嘴前端孔径：
d0=φ3mm；
喷嘴前端球面半径：
R0＝10mm；
浇口衬套的顶端小孔直径D一般情况下要比注射喷嘴直径d要大一点点。
D＝d+（0.5－1）mm=φ3+0.5＝φ3.5mm
浇注系统的大头直径d=9.45mm，浇注系统表面粗糙度Ra取0.8
浇注系统定位环与浇口衬套
（2）、主流道衬套的形式
浇口衬套和定模板的配合采用
主流道衬套及其固定形式
（3）、主流道衬套的固定
采用M6X20的螺丝固定。
5．3．4分流道的设计
保证流道里的塑料填充量能够连续不间断，由于前面选择的浇口形式为侧浇口，因此音响外壳在排布的时候需要紧凑排列。
分流器按截面形状可分为圆形、梯形和U形。
分流器的直径通常在3-10毫米之间。
高粘度塑料件的直径可以是12-16毫米。
分流器的三种形状如图6.1所示：
圆形流道梯形流道U形流道
分流道的形状类型
分流器的截面的大小应该按照制件所使用的材料、加工出产品的质量、产品的壁厚和分流器的长短来进行选择。
（1）分流器修正直径为D=D’XfL修正系数
（2）在零件厚度小于三毫米,零件的重量小于二百克时，可以按照经验公式进行分流器直径的选择。
（3）对于粘度较高的制件，比如PVC材质，这种材质比较硬，在计算分流道直径时需要将计算后的直径再放大1.2-1.25倍。
根据上述的计算公式以及分流道的选取方法，本设计根据制件的尺寸采用宽度8mm的圆形分流道。
如图所示。
主流道和浇口的位置
5．3．5浇口的设计
主干道末端需设置冷却孔。
过去，产品中出现了凝结水凝固现象。
因为第一次塑性流动由于接触低温模具和材料而需要去除，而且不能进入型腔。
5．4注射模成型零部件的设计[7]
通常我们所说的，就是注塑成型系统零件。
5．4．1成型零部件结构设计
型腔的概念是指模具在进行关闭后在产品成型后放置的那个部位，组成型腔部分的零件都被称为成型零件，成型零件一般都有型腔、型芯以及镶块等零件，成型零件是要经常和注塑成型所用的塑料进行接触，塑件会受到成型零部件的挤压作用。
因此产品的加工的形状和尺寸精度都受到成型零部件的影响，所以成型零件的设计对注射模具起到了很关键的作用。
对于塑件的外形已经成型的条件下产品还是要受到模具内部的温度以及压力和熔体的摩擦作用，在长期的作用下会对成型部件产生一定的磨损量，严重的话导致模具不能正常使用，因此在设计成型零部件的时候不仅要考虑到结构方面，而且还要考虑好它的选材以及尺寸公差一定要精确，首先要保证的就是模具的强度和刚度都要达到设计标准，表面质量要求具有很好的耐磨性。
在设计成型零件时候还要考虑成型零部件是否加工便利，容易进行组装装配，使用便利，维修也简单[7]：
1.成形收缩率：
塑件大小的变化值是
=（Smax-Smin）Ls
是塑件收缩波动误差（mm）；
Smax为塑料的最大收缩率（%）；
Smin为塑料的最小收缩率（%）；
为塑件尺寸（mm）。
表塑件公差表
公差范围
塑件公差Δs
8~24mm
0.24mm
80~100mm
1.0mm
100~120
1.14mm
140~160mm
1.44mm
200~225mm
1.92mm
280~315mm
2.5mm
315~355mm
2.8mm
公式如以下：
（1）、凹模宽度尺寸的计算
（2）、凹模长度尺寸的计算
（3）、凹模高度尺寸的计算
（4）、凸模宽度尺寸的计算
（5）、凸模长度的计算
（6）、凸模高度尺寸的计算
为了确保塑料零件的加工、配置、使用和维修等质量要求，还必须考虑成形件的结构设计。
1）凹模的设计
型腔的主要功能是为了确定塑料件的外部形状。
型腔的结构决定了产品的形状和尺寸。
确定了产品的生产方式和模具选择的加工手段。
空腔结构有四种结构。
根据不同的产品，选择不同的结构形式，通常来说有整体式、嵌入式、镶嵌式和阀门组合式等。
由于型芯选用的是嵌入式，为了与型芯配合使用，型腔也选取采用了嵌入式，嵌入式结构具有结构简单、结构是一个整体、结构牢固、加工产品表面没有痕迹等特点。
产品的外观整体来说不错，同时结构也十分紧凑。
缺点是加工比较复杂，缺点是处理更复杂。
因为模具是精密的零
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